電源工程師

電源工程師主要師從事各種電器設備電源供電設計，以及各種電壓轉換需求，研發工作。小到家用電器，大到太空梭，衛星等供電系統，大型電力行業所用的儀器設備，高精密醫療設備無不需要電源來提供穩定能源，這也更需要大量具有電源專業知識水平的工程師來完成設計和研發。

基本介紹

• 中文名：電源工程師 高級電源工程師
• 從事：各種電器產品的供電系統設計
• 屬性：職位
• 等級：電源工程師，高級電源設計師
• 任務：設計和開發開關電源

職業前景

職業前景以及電源工程師所具備基礎知識

近年來，電子信息技術的飛速發展推動了電源技術（特別是開關電源的套用技術）這一領域的飛速前進，同時也給電源工程技術人員帶來了前所未有的機遇和挑戰，這也更需要大量具有電源專業知識水平的工程師來完成設計和研發。

電源工程師主要師從事各種電器設備的電源供電系統設計。任何一款電子產品沒有電源是無法正常工作的。

設計一款完善且長時間無故障運行的電源，需要設計人員擁有電子工程師專業知識並在此基礎上精通電源拓撲理論並擁有大量豐富的設計經驗。

紮實數字模擬電路知識，專業的分析能力才能設計出高質量的電源產品。

必備基礎知識

（1）關於「開關電源工程師需要哪些基礎知識」
以一個簡單的Buck變換器的設計為例進行說明。

設計如圖所示的這樣一個Buck變換器，需要如下知識：

①電路拓撲的原理與設計電源設計的第一步就是拓撲選型及方案設計

• 清楚不同變換器所能實現的功能，根據設計要求選取合適的拓撲；
  
• 不同變換器所能實現的功能，根據設計要求選取合適的拓撲；
  
• 熟知變換器的工作狀態，能對變換器進行穩態分析和交流小信號分析；
  
• 熟悉變換器的數學模型，能獲取變換器穩態輸入輸出關係和傳遞函式；
  
• 根據變換器的傳函，能對變換器進行環路設計；
  
• 在環路設計的基礎上，分析系統的穩定性（伯德圖，傅立葉變換等）；
  
• 熟悉變換器的損耗計算（導通損耗、開關損耗）。
  

②仿真分析
電源設計方案確定之後，可以對其進行仿真分析，已驗證設計方案的準確性和可行性。
在進行開關電源設計時，常用的仿真軟體有

• PSIM/Pspice(電力電子建模)；
  
• Saber(數模混合建模)；
  
• Matlab/Simulink。
  

因為上述這些仿真軟體各有特色，我的使用習慣是根據仿真需要，選擇使用。

③元器件知識

完成了方案設計、仿真分析之後，就要進行硬體設計，首當其衝的是元器件的選型問題。

• 熟悉功率元器件（IGBT、MOSFET等）的特性及使用方法；
  
• 熟悉RLC等一般元器件的使用；
  
• 熟悉變壓器或電感的設計方法；
  
• 熟悉濾波器的設計方法。
  

④PCB繪圖與製版

• 元器件選型確定之後，就是要製版了，這時會用到Protel或Altium designer。
  
• 根據設計方案，繪製電源的原理圖
  
• 根據元器件選型，製作其封裝庫（有些需要自己製作）；
  
• PCB板布線（需考慮接地、EMC等問題）；
  
• 將PCB圖交廠家生產。
  

⑤數字控制器的使用

• 開關器件的開關信號可由模擬電路產生也可由數字控制器產生，當使用數字控制器時，就需要熟悉其原理及使用方法，常用的有DSP、FPGA等。
  
• 熟悉數字控制器的原理
  
• 熟悉數字控制器外圍電路的設計
  
• 熟悉數字控制器的程式語言
  
• 能根據相應的調製方式產生開關器件的開關信號。
  

⑥EMC設計
EMC設計貫穿電源設計的始終，涉及到禁止、濾波、接地、PCB 設計等層面，對於開關電源的設計非常重要。

職業等級

目前分為電源工程師，高級電源設計師。

認證內容

開關電源基礎理論，開關電源工作原理，開關電源各種電路分析，開關電源元器件的特性、選用與公式計算，開關電源的設計理論，開關電源各種電路設計，開關電源設計注意的問題，開關電源變換電路結構設計與套用，高頻變壓器設計，有源功率因數校正電路設計，電源效率，變壓器的繞制，如何提高開關電源的效率，開關電源PCB板設計,PCB板設計抑制EMI的新技術,平面變壓器設計技術,PCB板可靠性設計,項目開發實戰與經驗分享。開關電源設計技術標準、綠色開關電源方案設計與疑難問題解析、變頻開關電源方案設計、準諧振開關電源方案設計、單片開關電源方案設計與問題解析、單片六端多功能開關電源方案設計、電晶體驅動電路設計、台式計算機開關電源方案設計、電動腳踏車脈衝式充電器方案設計、軍工電源方案設計、軟/硬開關技術、PCB板設計/可靠性、抗干擾技術設計、開關電源方案設計經驗分享。